• No results found

De te verwachten veranderingen in het grondwaterniveau in de aangrenzende polders tijdens de uitvoering van de dijkverhoging ten westen van de Veerhaven Perkpolder

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "De te verwachten veranderingen in het grondwaterniveau in de aangrenzende polders tijdens de uitvoering van de dijkverhoging ten westen van de Veerhaven Perkpolder"

Copied!
26
0
0

Bezig met laden.... (Bekijk nu de volledige tekst)

Hele tekst

(1)

it voor Cultuurtechniek en Waterhuishouding Wageningen

NN31545,0851

DE TE VERWACHTEN VERANDERINGEN IN HET GRONDWATERNIVEAU IN DE AANGRENZENDE POLDERS TIJDENS DE UITVOERING

VAN DE DIJKVERHOGING TEN WESTEN VAN DE VEERHAVEN PERKPOLDER

Ing. B. van der Weerd

Nota's van het Instituut zijn in principe interne communicatiemiddelen dus geen officiële publikaties.

Hun inhoud varieert sterk en kan zowel betrekking hebben op een eenvou-dige weergave van cijferreeksen, als op een concluderende discussie van onderzoeksresultaten. In de meeste gevallen zullen de conclusies echter van voorlopige aard zijn omdat het onderzoek nog niet is afgesloten. Bepaalde nota's komen niet voor verspreiding buiten het Instituut in aanmerking.

(2)

I N H O U D b i z . 1. INLEIDING 1 2. BESCHRIJVING ONDERZOEKSGEBIED 2.1 BODEMGESTELDHEID 3 2t2 HOOGTELIGGING 5 2.3 AFWATERING 5 3. VERZAMELDE MEETGEGEVENS 5

4. WIJZE VAN ONDERZOEK 7 5. BEREKENING HYDROLOGISCHE CONSTANTEN 7

5.1 DE GETIJBEWEGING 7 5.2 DE kDc-WAARDEN 7 6. DE TE VERWACHTEN WATEROVERLAST IN DE POLDERS 16

6.1 FAKTOREN BEPALEND VOOR DE WATEROVERLAST 16

6.2 BEREKENING GRONDWATERSTROMING 16 7. SAMENVATTING EN CONCLUSIE 22

LITERATUUR 23 VERKLARING VAN GEBRUIKTE NOTATIES 24

(3)

1. INIEIDING

In het kader van de deltawerken zal binnenkort in Oost-Zeeuws-yiaanderen aan de verzwaring van 3 km Westerscheldedijk worden begonnen, gelegen langs de Perk-, Kievit- en Molenpolder (fig.l). De oude zeedijk zal wor-den verbreed en opgehoogd van 6 m tot 9.50 m + N.A.P. De verbreding zal met uitzondering van het gedeelte tussen de dijkpalen 20 en 27, aan de

landzijde plaatsvinden. De benodigde hoeveelheid zand zal rechtstreeks met behulp van een zandzuiger en persleiding van uit de Westerschelde in het werk worden gespoten t.w. tussen de bestaande dijk en een landin-waarts aan te brengen perskade. In eerste aanleg zal het zand worden op-gespoten tot een hoogte van 3-50 m + N.A.P. Vervolgens zal op het opge-spoten gedeelte een tweede perskade worden aangebracht waarna zal worden gespoten tot een hoogte van 6 m + N.^.P. Tijdens deze werkzaamheden zal zout Westerscheldewater van uit het spuitvak ondergronds naar de belen-dende polders kunnen afstromen en schade kunnen aanrichten aan landbouw-gewassen en beplanting. In verband hiermede is door de Provinciale

Waterstaat van Zeeland verzocjit eventuele veranderingen in de water- en zouthuishouding die ten gevolge van de werkzaamheden in de belendende polders zouden kunnen optreden vast te stellen. Het voor dit doel ge-wenste inzicht in de nul^situatie maakte het verzamelen van gegevens

in-zake grondwaterstanden en slootpeilen voor het begin van de werkzaamhe-den noodzakelijk.

De tot nog toe verzamelde gegevens boden echter, naast het vastleggen van de uitgangstoestand, de mogelijkheid een prognose te maken van de veranderingen die in de grondwaterstanden kunnen optreden als de

werk-zaamheden volgens de bestaande plannen worden uitgevoerd. De uitkomsten van deze bewerking zijn van dien aard dat het van belang leek deze in

een nota vast te leggen, nog voor dat de wijze van uitvoering definitief zijn beslag heeft gekregen.

(4)
(5)

-2. BESCHRIJVING ONDERZOEKSGEBIED 2.1 BODEMGESTEU)HEID

De ondergrond bestaat overwegend uit zanden. Tussen 20 a 30 m - N.A.P. bevindt zich een slecht doorlatend pakket van klei en leem (Geol. Dienst 1962). Boven dit vrijwel afsluitende pakket bevindt zich de Formatie van Halsteren. Hierin kunnen als gevolg van de heterogene samenstelling

sterk uiteenlopende doorlatendheden voorkoment In de Formatie van

Vlissingen die op het vorige pakket is afgezet kunnen eveneens in hori-zontale en vertikale richting sterk wisselende doorlaatfaktoren voorko-men. In het algemeen geldt dit pakket als één van de belangrijke water-voerende lagen met in de grovere delen k-:" akteren, van 15 - 30 m/dag (de Ridder e.a. 1957).

Het onderzoeksgebied wordt in belangrijke mate gekenmerkt door een hp-locene erosiegeul die het oorspronkelijk profiel tot aan de Afzetting van Halsteren (+ 22 m - N.A.P.) doorsnijdt. Van het jonge zeezand,

waarmede deze geul is opgevuld, is bekend dat hierin doorjaat-faktoren, voorkomen van 3 - 1 5 m/dag en soms zelfs van 15 - 30 m/dag.

De grens van het jonge zeezand ligt in de westelijke helft van de

Molenpolder. Ten westen hiervan bevinden zich oude wadafzettingen met ongeveer 1 meter veendikte op 3 meter beneden maaiveld en hieronder een circa 3 meter dik pakket van oude blauwe zeeklei. De doorlatend-heid van dit pakket is zeer gering. De bovenste afzetting in de rest van het onderzoeksgebied bestaat overwegend uit lichte zavel. Alleen aan de westzijde van de Perkpolder komt langs de Doorndijk een smalle strook met zware zavel voor. De gronden zijn op de Stibokakaart geka-rakteriseerd als kalkrijke poldervaaggronden. In het noord-oostelijk deel van de Molenpolder bestaat de bovengrond uit zeer fijn zand beho-rende tot de kalkhoudende vlakvaaggronden. Vroeger werden deze gronden aangeduid met de landschappelijke naam plaatgrond. Een overzicht van de geologische opbouw in het onderzoeksgebied ter hoogte van de zee-dijk is weergegeven in fig.2. Deze figuur is ontleend aan het rapport van de Geol. Dienst. De jonge zeeklei die op verschillende plaatsen als kleine eenheden dicht onder de oppervlakte veelal gelaagd wordt aangetroffen heeft in het algemeen een geringe doorlatendheid.

(6)
(7)

2.2 HOOGTEUGGING

In de Perkpolder ligt het maaiveld gemiddeld op 1.20 m + N.A.P.

In westelijke richting neemt de hoogte iets af. De Molen- en Kievits-polder hebben een maaiveldhoogte van gemiddeld 0.80 m + N.A.P. Variaties van + 0.25 m ten opzichte van het gemiddelde komen in alle 3 polders voor. De aan de zeedijk grenzende buitendijkse gronden hebben een hoogte van circa 0.00 m N.A.P.

2.3 AFWATERING

De Molen-, Kievit- en Perkpolder hebben respektievelijk een afwaterende oppervlakte van 52, 24 en 160 ha. De afwatering vindt plaats van West

naar Oost. Via een duiker in het zuid-oosten van de Perkpolder wordt het overtollige water uit het gebied afgevoerd. Het onderzoeksgebied maakt deel uit van een bemalingseenheid van 1145 ha.

In de Molenpolder is in de hoofdafwatering een peil gemeten van gemiddeld 0.50 m N.A.P. In de Perkpolder is het open water peil 0.80 m -N.A.P.

3. VERZAMELDE MEETGEGEVENS

In een drietal raaien loodrecht op de zeedijk en op enkele verspreide plaatsen in het gebied zijn in totaal 21 grondwaterstandsbuizen ge-plaatst. In fig.1 is een overzicht van de plaatsen van deze buizen weergegeven. Het filter van deze buizen heeft een lengte van 0.50 m en bevindt zich op een diepte van 2 à 2.5 m beneden maaiveld. Bij de meet-punten 2, 10 en 17 wordt de grondwaterstand continu geregistreerd. De overige meetpunten worden met medewerking van Prov. Waterstaat perio-diek gemeten. Met behulp van deze gegevens zijn van de 3 raaien verti-kale doorsneden gemaakt waarin de gemiddelde zomer- en wintergrond-waterstand alsmede het slootpeil zijn weergegeven (fig.3)«

Meetpunt 1 bevindt zich aan de buitenzijde van de zeedijk in het slik. Voor het verkrijgen van meer inzicht in de invloed van het slik op de grondwaterstand in de polder is hier in september 1974 een grondwater-standsregistreerder geplaatst. Om het risico van het wegspoelen van het apparaat ten gevolge van golfslag en stroming zo klein mogelijk te hou-den zijn de metingen tot 1 etmaal beperkt. In de hoofdwatergang in de Perkpolder en in de sloot bij buis l8 in de Molenpolder wordt het open waterpeil continu geregistreerd.

(8)

6

-Hoogt« t-o.* N.AX in m 120. 0.80. 0.40. 0.00. . 0 . 4 0 . -0.60 PERKPOLOER ( r a a l 8 t / m 1 2 ) 1.60. 1.20. 0 . 0 0 . 0 . 4 0 . 0 . 0 0 . - 0 . 4 P - 0 . 8 0 . MOLENPOLDER (raai 17t/m 20)

Fig.3 De gemiddelde zomer- en wintergrondwaterstand in de meet-raaien loodrecht op de zeedijk.

(9)

Voor het verkrijgen van een inzicht in de invloed van de getijdebewe&ing op het grondwater op verschillende afstanden van de zeedijk zijn hij een aantal meetpunten per raai, voor 1 à 2 dagen, registreerders geplaatst. Bovendien werd ten behoeve van dit onderzoek door de Prov. Waterstaat in de buizen 3 t/m 7 en 18 t/m 19 op 16 oktober 1974 de grondwaterstand om

het kwartier gemeten. Tijdens de uitwerking van de metingen ontstond be-hoefte aan enkele aanvullende gegevens waartoe voor een etmaal nog 2

grondwaterstandsregistreerders zijn geplaatst bij de meetpunten 22 en 23. 4. WIJZE VAN ONDERZOEK

Aan de hand van de gemeten demping en naijling van de getijdebeweging in het grondwater zijn enkele hydrologische constanten vastgesteld die ge-bruikt zijn voor het berekenen van de te verwachten veranderingen in de waterhuishouding van de polder tijdens de spuit werkzaamheden. 5. BEREKENING HYDROLOGISCHE CONSTANTEN

5.1 DE GETIJBEWEGING

Het waterpeil in de Westerschelde fluktueert onder invloed van de getij-den van circa 2.50 m - N.A.P. tot 2.50 m + N.A.P. Het slik heeft tegen de

zeedijk ongeveer een hoogte van 0.00 m N.A.P. Dit impliceert dat bij eb de buitendijkse gronden plaatselijk tot over een breedte van 300 meter droog vallen en de waterstand in het slik voornamelijk representief is voor het potentiaal aan de buitenzijde van de zeedijk en voor de golfbe-weging in de grondwaterstand landinwaarts.

In fig.4 zijn de resultaten weergegeven van een meting op 2 / 3 sept.

1974 in de meer oostelijk gelegen raai grondwaterstandsbuizen. Duidelijk blijkt hieruit dat bij daling van het Westerscheldepeil beneden het slik-oppervlak, de waterstand in het slik (buis l) bepalend wordt voor de grondwaterstand in de polder. De grondwaterstand in het slik daalde tot 0.50 m

-N.A.P. bij een ebstand in de Schelde van 2.40 m - -N.A.P.

5.2 DE kDc-WAARÜEN

Voor de berekening van de kDc-waarden is de door WesseJ.ing (1959) gepubli-ceerde methode toegepast. Hiervoor zijn langs grafische weg de waarden voor de dempingsconstante < en de vertragingsconstante ß van de zich in

het grondwater voortplantende golfbeweging bepaal» uit de grondwaterstands-waarnemingen.

(10)

8 -N.A.P

»MJVMF*Pjbp>P***ßJ>J>* SLIK

UREN

2.9.1974

F i g . 4 G e t i j d e b e w e g i n g gome ton in do Wostorsohol.de 011 do p e i l bui zon 1 , 2 en ó.

Vervolgens z i j n met de v e r g e l i j k i n g :

, / ? >2 = 1

kDc (1)

de waarden van de kDc berekend.

De verhouding van de amplitude S van een sinusoidale golfbeweging in het grondwater op een willekeurige afstand x tot die van het open water S kan namelijk worden voorgesteld door de vergelijking:

S

l n - ~ - = - a x (2) Wordt dus de natuurlijke logarithme van de amplitude verhouding

uitge-zet tegen de afstand x, dan zal volgens 2 een lineair verband door de oorsprong moeten ontstaan met een helling - Q. .

De fasevertraging bedraagt fix. Wordt derhalve voor de waarnemings-punten bepaalde fasevertraging uitgezet tegen de afstand tot het open water dan zal ook deze figuur een rechtlijnig verband moeten geven dat door de oorsprong gaat.

(11)

De hellingstangens van de op deze wijze verkregen lijn geeft de waarde

voor fi> aan.

De fluktuatie van de waarnemingen in punt 1 in fig.4 wijkt nogal af van een enkelvoudige sinus waardoor twijfel zou kunnen ontstaan over de

juistheid van de bepaling van fc . Omdat echter ß klein is ten opzichte

van Q. is de fout van de onnauwkeurigheid in ß> op de uitkomst te ver-waarlozen.

Aan fig.4 zijn de voor de berekening benodigde gegevens van de buizen

1, 2 en 6 ontleend die in de volgende tabel zijn weergegeven.

Tabel 1: Enkele gegevens ontleend aan de waarnemingen in de buizen

1, 2 en 6.

b u i s n r .

1

2

6

a f s t . x

(m)

0

60

385

H.W.

N.A.P,

2.51

0.86

0.00

L.W. N^A.P. -0.52 0.08 -0.04 S ampl. 1.51 0.47 0.02 S In X/S 0.00 -1.17 -4.32 Fasevertr. in rad. 0.00 0.42 1.04

In fig.5 is de natuurlijke logarithme van de amplitude verhouding van

de buizen 2 en 6 uitgezet tegen de afstand. Hetzelfde is gedaan met de

fasevertraging. Door de desbetreffende punten zijn lijnen getrokken. De lijnen blijken niet door de oorsprong te gaan zoals vergelijking

(2) suggereert. Dit duidt op een extra weerstand tussen het open water en het binnendijks gelegen peilfilter.

6

Fig.5 De log. van de amplitudeverhouding en de fasevertraging in

(12)

10

-Dit soort weerstand, die geen invloed heeft op de uitkomsten omdat uit-sluitend is gewerkt met de helling van de lijnen, wordt doorgaans bij dit soort analyses aangetroffen.

Uit fig.5 volgt nu:

a = 9.60 . io~3

ß - 2.06 . 10"3

Substitutie van deze waarden in verg. 1 geeft: - ~ - » (9.60 . 1 0 "3)2 - (2.06 . 1 0 ~3)2 = 8.79 . 10"5

kDc = 11374

Wordt aan de hand van de geologische gegevens de dikte van de watervoe-rende laag op 30 meter gesteld en voor de doorlatendheid van dit pakket een gemiddelde k-waarde aangehouden van 10 m/etm dan volgt voor de ver-tikale weerstand (c) van de afdekkende bovenlaag een waarde van:

C 350

: 40 dagen/meter.

Bij kD = 200 m /d is c«*60 dagen.

Voor dezelfde raai is de berekening herhaald met gebruik making van de metingen van 16 oktober 1974 in de buizen 2 t/m 5«

De gemeten grondwaterstanden zijn weergegeven in fig.6.

Met behulp van de gegevens uit deze figuur werd tabel 2 samengesteld. Tabel 2: Gegevens van buizen 2 t/m 5 nodig voor de berekening van de

hydrologische constanten. buisnr. 2 3 4 5 0 20 70 120 L.W. H u 3 5 llu48 12ul8 12u48 JD H.W. lóulO I6u24 I6u54 17u24 PEIL t.o.v. N.A.P. L.W.Î H.W. -l-8 14.7 29.7 36.0

98

62.4 45.0 90.0 37.7 72.O | 21.2 13.2 0.00 -0.177 -0.753 -I.226 Fasevertr. in rad. 0.00 0.11 0.36 O.Ol De log, van de amplitude verhouding en de fasevertraging zijn in

fig.7 uitgezet tegen de afstand van de buizen ten opzichte van buis 2. Omdat nu alleen gewerkt is met de gegevens van binnendijks gele-gen peilbuizen gaan hier de gemiddelde lijnen wel door de oorsprong.

(13)

m. tp.v. M.A.R 1 0 0 , 0.S0, o.«a 0.70. 0.CQ. 0.50. 0.40. 0.30. o.ao. 0.10, 0 5 ^ 4 ^ » ^

a ^

t

t

t y

V

/ * \ / ' * » w • UREN 10 11 12 13 14 15 16 17 «.10.1*74

Fig.6 Getijdebeweging gemeten in de peil-buizen 2 t/m 5. In ampl v«rfr

n

. 1 . ? *

XJ* /

/p

100 y f >w toom « fascvartK In rad. 0.8 0/1

Fig.7 De elog. van de amplitude

verhouding en de fasever-traging in relatie tot de afstand voor de meetpunten 2 t/m 5.

Uit de figuren volgt:

a = 10.15 . ïcf3

p>

Met verg. 1 is berekend:

5.0 . 10 IST - 7.80225 . lO"5 kDc = 12817 o Bij kD = 300 m /d is c s» 40 dagen/meter. 2 Bij kD = 200 m /d is c « 60 dagen.

Een zelfde bewerking is uitgevoerd met de.op 11 en 12 december 1974 ge-registreerde grondwaterstanden in de buizen 9 t/m 11 waarvan de gemeten

(14)

12 -golfbeweging in fig.8 is weergegeven.

0.20 UREN

Fig.8 Getijdebeweging gemeten in de peilbuizen 9 t/m 11.

Hieraan zijn de in tabel 3 aangegeven waarden ontleend.

Tabel 3: Waarden voor de analyse van de buizen 9 t/m 11.

buisnr.

9

10

11

X

0

60

160

TUD

L.W. 21u30 21u45 22u00 H.W. 2ul0 2u25 3u00 PEIL t.o.v. N.A.P. L.W. 0.42 0.26 0.30 H.W. 0.78 0.52 0.41 S X 0,18 0.13 0.065

S

In 7s

' o 0.00 -0.325 -1.019 Fasevertr. in rad. 0.00 0.12 0.33 Fig. 9 levert de waarden voor Q en ß .

<1= 6.333 . 10"3

ß - 2.067 . 10"3

- j J - . = a2 - / 32^ 3.584 . 10"5

kDc = 27902

Bij kD » 300 volgt voor de vertikale weerstand c - (IQ g? 90 dagen/meter.

(15)

Bij kD = 200 is c « 140 dagen.

De hier gevonden c-waarde blijkt ruim 2 x zo groot te zijn als de verti-kale weerstand in de meer oostelijk gelegen raai. Dit stemt overeen met de gegevens van de Stiboka die voor de strook grond langs de polderdijk, waarin de raai gevormd door de buizen 9 t/m 12 is geplaatst, een iets

zwaarder bodemprofiel aangeven. Tegen de aanneming van een constante kD-waarde lijkt dus weinig bezwaar te zijn.

f«MV«rtR in rad.

150m 4 _x

Fig.9 De log. van de amplitude verhouding en de fasevertraging in relatie tot de afstand, voor de meetpunten 9 t/m 11. Voor de meer westelijk gelegen raai met de buizen 17 t/m 20 was het

niet mogelijk de hydrologische bodemconstanten vast te stellen als ge-volg van het feit dat de voortplanting van de getijdebeweging in het grondwater hier te gering is. In peilbuis nr. 17 werd een getijdefluk-tuatie gemeten van ongeveer 1 cm. In de overige buizen was de getijde-invloed niet meer te meten. Beschouwt men de geologische doorsnede (fig.2) dan blijkt dat de raai peilbuizen juist boven een gelaagd klei-pakket is geplaatst, waarvan de basis zich volgens de gegevens van de Geol. Dienst op + 5 m - N.A.P. bevindt. Vermoedelijk heeft dit pakket een vrij groot afsluitend vermogen. Om deze veronderstelling te veri-fiëren zijn op een afstand van 250 meter oostelijk van deze raai tijde-lijk 2 peilbuizen geplaatst. (Zie voor de ligging fig. de meetpunten 22 en 23.) De buizen zijn in de polder geplaatst op een plek waar

vol-gens fig.2 het gelaagde kleipakket ontbreekt. De loodrechte afstand van buis 22 tot aan de waterlijn bedraagt circa 90 meter.

(16)

14

-Buis 23 is 41 meter verder landinwaarts geplaatst. De van 14 t/m 16

december 1974 geregistreerde grondwaterstanden zijn weergegeven in fig. 10, De metingen hebben plaats gevonden direkt na een periode met veel

neerslag. Het gevolg hiervan is dat tijdens de meting door de draineren-de invloed van draineren-de poldraineren-derontwatering, het grondwater nogal is gedaald. Door over het meettijdvak zowel de dalende als de stijgende lijn van de golfbeweging te middelen is het effekt van genoemde grondwaterstandsda-ling op de bepagrondwaterstandsda-ling van de amplitude geëlimineerd.

m to.v. H.AP. T.JU. 125. 120. 1.15. 1.10. 105. LOO 0.95. o.sa 0.85. o.ea 0.75. 0.70. 18

t

t

l 24

i

i

6

-t

t

12

4

18

t

t

1 24

i

1

1

e

\ 2 3 \ 2 2 12 UREN 14.12.1974 15.12.1974 1C.12.1974

Fig.10 Getijdebeweging gemeten in de peilbuizen 22 en 23.

Aan de hand van fig. 10 is voor buis 22 en 23 een waarde voor de amplitu-de (S) gevonamplitu-den van resp. 10 cm en 7.5 cm. Daar amplitu-de fasevertraging uit amplitu-de geregistreerde gegevens niet was te onderkennen moet zij minder dan 10 minuten hebben bedragen. Voor de berekening is zij gesteld op 5

(17)

minuten = 0.04 radiaal. Daar het hier slechts 2 waarnemingspunten betreft is het in dit geval niet mogelijk de constanten CL en A grafisch vast te

stellen. Gelet echter op de nauwe correlatie die er bestaat tussen de pun-ten in de fig.7 en 9 en het door de oorsprong gaan van de door de punpun-ten

getrokken lijnen, lijkt het in dit geval aanvaardbaar de constanten te be-rekenen met: s

X/S

a

In

'

o

a

fasevertr.

us» •——-—•—-—— en /" = — — — — — — —

Op deze wijze wordt gevonden:

a = ^ A[ /1 0 = - 7.017 . K T3 A . 0.04 _ n „ ^ 1n-4 41 >•'= ---:• = 9.7561 . 10 = a2 _ À2 = 4.8286 . 10"5 kDc kDc - 20709 Bij kD = 300 m2/d is c = 2° ^ 9 ^ 70 dagen. Bij kD = 200 m /d is c ^ 100 dagen.

De berekeningen resulteren in kDc-waarden voor het onderzoeksgebied die variëren van circa 11000 in het oostelijk deel tot 28000 in het westelijk deel van de Perkpolder. Voor de Molenpolder werd een kDc m 20000 gevonden. Daarnaast is echter ook in dezelfde polder, in de westelijke raai peilbui-zen, een dermate geringe invloed van de getijdebeweging op het grondwater geconstateerd, dat het niet mogelijk was hier een waarde voor kDc vast te stellen. De oorzaak hiervan moet worden gezocht in een plaatselijk aanwe-zig klei / zandpakket op een diepte van 1 tot 5 m - N.A.P. met

vermoede-lijk een hoge vertikale stromingsweerstand. Dit pakket is echter van ge-ringe afmetingen. De overeenstemming die is gevonden tussen de Stiboka gegevens inzake het verschil in zwaarte van de bovengrond met de bereken-de verschillen in kDc-waarbereken-den, doen een vrij homogeen watervoerend pakket vermoeden met variërende waarden voor de vertikale weerstand. Bij een aanname van een doorlatendheid van gemiddeld 10 m/d en een dikte van het watervoerend pakket van 20 - 30 meter volgt uit de gevonden kDc-waarden een vertikale stromingsweerstand (c) die afhankelijk van de plaats zal kunnen variëren van 40 - 140 dagen.

(18)

16 -6. DE TE VERWACHTEN WATEROVERLAST IN DE POLDERS 6.1 FAKTOREN BEPALEND VOOR DE WATEROVERLAST

Tijdens de spuitwerkzaamheden zal vanuit het spuitvak water de onder-grond indringen en zijdelings afstromen. Deze afstroming zal zowel naar de zee- als naar de landzijde plaatsvinden. Globaal kan worden gesteld dat de helft naar de polders zal afstromen.

Gelet op de zandige grondslag aan de polderzijde zal het grondwater over een bepaalde afstand vanaf de perskade tot aan het maaiveld kunnen stij-gen. Over welke afstand dit plaatsvindt is afhankelijk van een aantal faktoren zoals:

- Het peil in en de breedte van het spuitvak; - Maaiveldhoogtej

- Neerslag; - Verdamping; - Kwel;

- Doorlatendheid en dikte van het watervoerend pakket; - Vertikale stromingsweerstand van de afdekkende laag;

- De drainageweerstand die het grondwater in geval van afvoer ondervindt bij afstroming naar het slotenstelsel ten gevolge waarvan een grondwa-teropbolling tussen de sloten zal ontstaan;

- Het slootpeil.

De meeste van deze faktoren variëren van plaats tot plaats in het onder-zoeksgebied.

6.2 BEREKENING GRONDWATERSTROMING

Om tot een benadering van de tijdens de spuitwerkzaamheden te verwachten situatie te komen is een schematisering van het stromingsprofiel noodza-kelijk. De berekeningen zijn uitgevoerd met verschillende waarden '/oor een aantal van de hiervoor genoemde grootheden om op deze wijze een inzicht te krijgen in de kwel en in de verschillen in afstand waarover het grond-water tot het maaiveld zal stijgen.

Gebruik is gemaakt van vergelijkingen die het eerst door Mazure (1936) werden gepubliceerd. Met betrekking tot de stroming in het minder goed doorlatende afdekkende pakket is door Ernst voorgesteld in plaats van alleen een vertikale weerstand de som van vertikaleweerständ en dr-: nageweerstand te gebruiken.

(19)

Voor kDc zijn waarden ingevoerd die in orde van grootte overeenkomen met die welke in het vorig hoofdstuk zijn berekend.

De drainageweerstand kan globaal worden berekend met behulp van gegevens over de sloot- en grondwaterstand, neerslagoverschot en kwel. Voor het verkrijgen van een inzicht in de kwel is bij buis 2 een stijgbuis ge-plaatst in het watervoerend pakket met het filter op 10 meter diepte. De stijghoogte van het diepe grondwater was gemiddeld 10 cm hoger dan die van het freatisch water. De stijgbuis staat nabij de zeedijk. De

horizontale ondergrondse invoer bij deze buis kan derhalve representa-tief gesteld worden voor de kwel in de polder ter hoogte van de buizen

1 t/m 7- De stijghoogte van het diepe grondwater was gemiddeld 1.50 m boven polderpeil.

Volgens Mazure geldt:

q

=q V L S L (3)

Voor deze raai is in hoodfstuk 1 een kDc-waarde van 12000 gevonden. Het is niet waarschijnlijk dat kD < 200 m /d. Stel kD = 200 dan is c = 60 da-gen.

De invoer aan kwel bedraagt dan:

*2

=

=

1

-

50

W r -

2

- ™

m2

/

d

Over een polderdiepte van 1500 m betekent dit een gemiddelde kwelintensi-2 74. 10

teit van — 1 - * = 1 . 8 mm/d. Een vrij hoge kwel die vermoedelijk wat

hoger ligt dan de gemiddelde kwel in het gehele onderzoeksgebied. Daar hierover echter geen verdere gegevens beschikbaar zijn is deze waarde aan-gehouden voor de berekening van de drainageweerstand waarvoor geldt:

„ Ah

T = 2

(4)

R - Ë + I

ss

De drainageweerstand is in een ongedraineerd perceel in belangrijke mate afhankelijk van de aanwezigheid van veel of weinig sloten. Bij weinig sloten is de drainageweerstand relatief groot en veroorzaakt een relatief grote opbolling van het grondwater tussen de sloten. De kwel doet de op-bolling nog toenemen.

Voor de neerslag en verdamping is het jaargemiddelde ingevoerd. Het ge-middelde neerslagoverschot bedraagt circa 200 mm/jaar ofwel 0.6 mm/dag.

(20)

18

-De grondwaterstand ten opzichte van het slootpeil varieert per raai zoals uit de figuren 3 a, b en c blijkt.

Voor de raaien worden de volgende gemiddelde grondwateropbollingen (^K ) gevonden: raai 1 t/m 7 " 8 t/m 12 » 17 t/m 20 ûh m 1.20 m 0.70 m 0.60 m

Door substitutie van deze waarden in verg. 4 is voor de drainageweerstand berekend, bij raai 1 t/m 7 T «s 500 dagen

" » 8 t/m 12 T w 300 dagen " " 17 t/m 20 T « 250 dagen.

Voor een situatie zoals deze zich hier voordoet, waarbij over een beperk-te breedbeperk-te inzijging plaatsvindt gelden de volgende Mazure-formules, waar-bij voor een verklaring der notaties wordt verwezen naar de betreffende

B : 4 0 m

t>2 s nmaiwidhoogt«

/////////////SS////////'//'/////////////////////////////////////

AFSLUITENDE LAAG

(21)

hj - < P ( x ) - a

o

exp. ( /X) +

q(x) = - kD '",' i"- = a —r— H

c x o X

exp. C

X

/X)

exp. (

X

/X)

(5)

-

X

/X>] (6)

Uit verg. 5 en 6 volgt voor de grens van perskade en spuitvak ( z i e f i g . 1 1 )

q(Xj) - [hj -QHxJ \pf- . tanh

Xl

/A (7)

L J ' 1 '

In verg. 7 wordt de stromingsweerstand onder het spuitvak tot aan de

binnenzijde van de perskade voorgesteld door:

x.

Ä:

. -

(VÄ.

t-h vy-

1

(8)

Daar bij de hier voorkomende hydrologische bodemconstanteti geldt dat

1 1

tanh ( /A ) ^ /X kan voor 8 ook worden geschreven:

t i

De perskade zal worden afgedekt met plastic.

Voor de weerstand onder de perskade geldt derhalve:

Pp =

J

n P -

(10

>

Voor de totale weerstand onder het spuitvak tot aan de polderzijde van

de perskade volgt uit verg. 9 en 10:

Direkt achter de buitenzijde van de perskade (x„) zal het grondwater

tijdens de spuitwerkzaamheden over een nog te berekenen afstand (x~)

tot aan het maaiveld stijgen om vervolgens geleidelijk naar het

polder-peil af te buigen. Onder deze omstandigheden gelden de volgende

verge-lijkingen:

Cp(x) - h

2

«

aj

exp.

(x

-

X

2 V x +

^

exp. {-

(x

" ^ / x ] (12)

q(x) = - W — — |a

1

exp.(

x

/X) - a

9

exp. ("

X

/X)> (13)

(22)

20

-Bij x = x , is dan volgens 11:

9i \ - %

volgens 13:

(14)

*1

=

«2

=

V ~

(a

2 -

l

a } (15)

volgens 12:

%

-

h

2

= a

l

+ a

2

( l 6 )

Daar de diepte van de polder

»

VkDM-ï mag het gebied als van oneindig

grote afmetingen worden beschouwd.

Hierin isM- een faktor tussen 0.75 en 1 die afhankelijk is van de vorm

van de grondwaterspiegel tussen de sloten. Voor het onderzoeksgebied is

deze geschat op 0.9«

Voor x- kan de e-macht met positieve exponent nu worden weggelaten.

Bij invoering van de drainageweerstand (T) gelden dan de volgende

ver-gelijkingen:

q

3

- h

0

= a

3

exp. \-

( x

- V/Aj (17)

«3 -

a

3 VJtr • °*f [-

(x

" ^/\]

(18

>

Voor de toestroming vanaf x = x» naar het polderwater geldt bovendien:

% - h

0

= ( 0 . 9 + ^ ) ( h

2

- h

o

) = b

o

(19)

Door elimineren van Q_, q_, QL, q- en a« worden de volgende

vergelij-kingen verkregen:

Uit verg. 14, 15 en 16:

h

i -

h

2 ^

( a

i

+ a

2>

+

^ S - V V4r

(20)

Uit verg. 12, 17 en 19:

j . exp. j

vx

-

x 3

7 > [ - a

2

exp. | -

vx

" V / À = b

Q

- (h

2

- h

Q

)

L

(21)

(23)

Uit verg. 13, 18 en 19;

a

t

exp. |

( x

3 *

V / Â I

-

a_ exp.

C

(X-Ï -x

-2

'/4 - -

b

o V5-

(22)

Er zijn nu 3 vergelijkingen beschikbaar met 3 onbekenden t.w. a., a„

1 A

en x- die kunnen worden opgelost.

De stijghoogte van het diepe grondwater en de grondwateruitstroming bij x- kunnen worden berekend met verg. 18 en 19. Vervolgens a. met verg. 17. De stijghoogte Q2 volgt dan uit (l6) waarna de

grondwater-doorvoer (qj) bij x = x„ kan worden berekend met (14).

Ter plaatse van het spuitvak zal volgens het werkplan de afdekkende kleilaag worden ontgraven. Aangenomen mag worden dat hierdoor de ver-tikale weerstand aanzienlijk zal worden verkleind.

Bij de berekeningen is in dit verband voor het spuitvak een lagere c-waarde aangehouden dan voor de polder.

De berekeningen zijn uitgevoerd voor een waterhoogte (lO van 3»5 m en 6 m + N.A.P. in het spuitvak met verschillende aannamen voor?

- De vertikale stromingsweerstand (c);

- Doorlatendheid en dikte watervoerend pakket (kD); - De drainageweerstand (I);

- Maaiveldhoogte (h_); - Polderpeil (h ) .

De resultaten zijn vervat in de volgende tabel. Tabel 4: Resultaten van de berekening.

! f C I Cl

T

kD

| 30 60 500 200 r-0.80 i : • ! • ; 200 100 300 -0.50 500

200

dagen m2/d 2 1.0 1.2 1.1 3.5 6.0 3.5 6.0 3.5 6.0 3.5 6.0 3.5 6.0 3.5 6.0 3.5 6.0 m t.o.v. N.A.P.

0.8

- x0 61 151 19 134 1.35 2.17 1.29 ^ 3 1.04 1.24 :,32 e . -. f * 4 » •.„;> 1.37 2.29 grondwater stijgt niet tot aan mv

40 | 1.83 |1.23 j 2.5/ j 2.4 grondwater stijgt niet tot aan mv

38 107 238 168 284 6 134

m

1.99 11.74

1.76 I 1.26

2.02 \

1.89

2.67

1.27

2.49

0.93

1.32

m t.o.v.NAP

2.52

l . C l 2 . 4 ". 1.3 1 2.C

1.3;

2.1o

2,3 1

| 1.16

,2.35

m

2

/mVd

(24)

22

-In 3 van de 14 berekende gevallen blijkt de grondwaterstand direkt of vrijwel direkt vanaf de perskade onder het maaiveld te blijven. Voor 7 veronderstelde situaties geven de berekeningen aan dat 100 tot 280 m land gerekend loodrecht op de perskade blank zal kunnen komen te

staan. Daar het hier zoute kwel betreft zal het duidelijk zijn dat dit zeer schadelijke consequenties voor de landbouw kan hebben en ook eventueel aanwezige beplantingen zullen een dergelijke wateroverlast niet overleven.

De kwelinvoer q„ kan volgens de berekeningen tijdens de

spuitwerkzaam-•iL 2 1

heden afhankelijk van de plaats variëren van 1 tot 2.8 n /m dag. Bij een dergelijke kwel zal het moeilijk zijn de slootbodems in de nabij-heid van het spuitvak op het gewenste peil te houden, hetgeen in on-gunstige zin kan doorwerken op het polderpeil, waarvoor nu in het re-kenschema in de Perkpolder een peil van - 0.80 m N.A.P. en in de Kie-vits- en Molenpolder een peil van - 0.50 m N.A.P. is aangehouden. In de Perkpolder ligt het maaiveld gemiddeld op 1.20 m + N.A.P. In wes-telijke richting ligt het iets lager. In de Molenpolder is de gemid-delde hoogte 0.80 m + N.A.P. Variaties an + 0.25 m ten opzichte van dit gemiddelde komen in alle 3 polders voor.

De situatie die zich kan voordoen is in belangrijke mate afhankelijk van de maaiveldshoogte en de drainageweerstand.

7. SAMENVATTING EN CONCLUSIE

Aan de hand van de demping en naijling van de getijdebeweging in het grondwater zijn voor een aantal plaatsen in het gebied de kDc-waarden berekend. Hiervoor zijn waarden gevonden, die variëren van 12000 tot 30000. De beschikbare gegevens over dikte en doorlatendheid van het watervoerend pakket duiden op een D van 20 tot 30 m en een k van ge-middeld 10 meter/dag. Dit betekent dat de vertikale weerstand c in grootte zal kunnen variëren van 40 tot 150 dagen. In het rekenschema zijn dan ook alternatieve waarden ingevoerd, die binnen deze marge liggen. Ter plaatse van het spuitvak zal ten gevolge van de afgra-ving van het kleidek de vertikale weerstand kleiner worden, hiervoor is in dit verband een waarde aangehouden van 30 dagen. In welke mate het grondwater in het geval dat kwel voorkomt tussen de sloten opbolt is in belangrijke mate afhankelijk van de drainageweerstand.

(25)

Met behulp van de huidige opbollingen in het grondwater is een indikatie verkregen van de grootte van deze weerstand. De twee vermoedelijk uiterst voorkomende waarden t.w. 200 dagen in de Molenpolder en 500 dagen in de Perkpolder zijn bij de bewerking gebruikt. De berekeningen zijn gebaseerd op een stationaire stroming en resulteren in een aantal uitkomsten voor:

- De afstand waarover het maaiveld blank zal komen te staanj

- De stijghoogte van het diepe grondwater direkt achter de perskade en op het punt waar de grondwaterstand beneden maaiveld duikt;

- De kwel.

Pe resultaten zijn met de hydrologische constanten die zijn ingevoerd samengevat in tabel 4»

Duidelijk is dat uitvoering van de spuitwerkzaamheden volgens de bestaan-de plannen een groot risico in zich herbergt voor het veroorzaken van

veel zoutwaterschade.

Voor het westelijk deel van de Molenpolder geldt dit gevaar niet, als ge-volg van de aanwezigheid van de sterk afsluitende werking van het klei-en veklei-enpakket.

LITERATUUR

Geol. Stichting, afd. Geologisch onderzoek voor de dijkverhoging Geol. Dienst (1962). en uitbreiding haven van Walsoorden.

Rapport nr.: 330.

Mazure, J.B. (1936). Geo-hydrologische gesteldheid van de Weringer-meer. Rapporten en mededelingen Zuiderzeewer-ken nr.: 5, jr.: 67 -131.

Ridder, N,A. de (1957). Agro-hydrologische profielen van Zeeland. Hoofdafd. Documentaties en Publicaties M . L W .

Wesseling, J. (1959). The transmission of tidal waves in elastic artesian basins. Techn. Bull. I.C.W. nr. : 3.

(26)

24

-VERKLARING VAN GEBRUIKTE NOTATIES

k Doorlatendheid watervoerend pakket in m/dag.

D Dikte van het watervoerend pakket in meters.

Cj Vertikale weerstand van de afdekkende bovenlaag onder het

spuit-vak in dagen/meter.

c„ Vertikale weerstand van de afdekkende bovenlaag in de polder in

dagen/meter.

T Drainageweerstand in dagen.

S De amplitude van de golfbeweging van het open water.

S De amplitude van de golfbeweging in het grondwater op een

af-stand x van het open water.

QL Vertragingsconstante.

/3 Dempingsconstante.

H.W. Hoog waterpeil in meters t.o.v. N.A.P.

L.W. Laag waterpeil in meters t.o.v. N.A.P.

R" Gemiddelde neerslag in meters/dag.

Ë Gemiddelde verdamping in meters/dag.

I Kwel in meters/dag.

ss '

&

h Grondwaterstand midden op het perceel in meters.

h Slootpeil in meters.

& h Over het jaar gemiddelde grondwaterstand t.o.v. het slootpeil

m

m o

h

1

Peil in spuitvak in meters.

h

9

Maaiveldhoogte in meters.

x = o Midden van spuitvak.

x

1

Halve breedte spuitvak in meters.

x- - x

1

Breedte perskade in meters.

x« Afstand in meters tot waar 1

zal stijgen in meters.

Cp Stijghoogte van het diepe grondwater in meters t.o.v. N.A.P. bij

x« Afstand in meters tot waar het grondwater tot aan het maaiveld

zal stijgen in meters.

x x

2

.

x = x3.

qt Horizontale grondwaterstroming in watervoerend pakket in

m3/ml voor x ^ < x < :

Cf,, Stijghoogte van het diepe grondwater in meters t.o.v. N.A.P. bij grondwat«

c1< x < x2.

q« Horizontale grondwaterstroming in watervoerend pakket in m^/ni1 voor x ~ < x < x » .

Y~

Vormfaktor voor de grondwaterstand.

a

1

, a

2

, a. Constanten.

b Potentiaal verschil bij x~ tussen het diepe grondwater en het

slootpeil.

A=yß)c.

>

. \ =\/kDcT

1

.

X

=\lWâT. e — =exp. x/\.

Referenties

GERELATEERDE DOCUMENTEN

Dit vraagt van hen een grote professionaliteit in het bewust en actief aandacht schenken aan het mogelijk maken van ontmoetingen tussen gezinnen (Geens et al., 2018). Al deze

[r]

[r]

Het bevat een brede waaier aan rechten die vaak al in andere mensenrechtenverdra- gen voorkwamen, maar die nu voor het eerst met een specifi eke focus op personen met een

Behoudens uitdrukkelijk bij wet bepaalde uitzonderingen mag niets uit deze uitgave worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt,

Voor sommige instrumenten zijn voldoende alternatieven – zo hoeft een beperkt aantal mondelinge vragen in de meeste gevallen niet te betekenen dat raadsleden niet aan hun

Deze middelen worden ingezet voor het integreren van de sociale pijler (onder andere wonen – welzijn – zorg) in het beleid voor stedelijke vernieuwing en voor

Twee van deze soorten, de driedoornige stekelbaars en de Europese paling, zijn potentiele trekvissen die een groot voordeel kunnen ondervinden van een goede verbinding